[发明专利]一种磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂及其制备方法

说明书

本发明属于光催化材料领域，具体涉及一种磁性铁酸镍/MIL‑125(Ti)复合光催化剂及其制备方法。采用溶剂热法先制备磁性铁酸镍，后一步法制备磁性铁酸镍/MIL‑125(Ti)复合光催化剂。该材料具有良好的催化性能、优良的磁学特性、良好的光响应范围、容易回收利用、稳定的化学性质等特点，有望在光催化、环境治理等领域得到广阔的应用。此外，赋予光催化剂磁性，可以实现磁性分离和循环使用、降低处理成本、提高经济效益。本发明可应用于光催化环境治理领域，有利于实际应用和工业化生产。此外，赋予光催化剂磁性，可以实现磁性分离和循环使用、降低处理成本、提高经济效益。本发明可应用于光催化环境治理领域，有利于实际应用和工业化生产。

技术领域

本发明属于光催化材料领域，具体涉及一种磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂及其制备方法，该复合光催化剂在环境和能源等领域具有广阔的应用前景。

背景技术

从1972年Fujishima等人发现半导体材料的光催化效应以来，半导体光催化剂技术得到充分的发展。随着环境污染和能源危机困扰人类社会难题的出现，光催化材料在污染治理、太阳能转换、自清洁等方面的应用探究成为世界各国学者广泛开展的研究工作。MOFs是由机连接器和金属氧簇组成的一类新型有机-无机杂化材料的三维多孔网络结构。从提出MOFs这一定义以来，人们在对MOFs合成的研究过程中，通过利用不同的合成方法，不同的有机配体，不同的金属离子等成功合成出了大量具有新结构和性能的MOFs材料。在光催化应用中，充当MOFs结构中的桥的有机配体可以吸收光能，从而激发出光生载流子，并通过有机配体将电荷转移到金属或金属簇。因此，MOFs就可以像半导体材料一样具有了一定的光催化作用活性，进而应用于人工光合作用的工程中去。MIL-125(Ti)，是众多MOFs材料中的一种，它具有制备简单、性能稳定、比表面积大和光催化性能优良的特点。

尖晶石结构的纳米铁氧体具有独特的结构和性质，例如小尺寸效应、表面效应、量子隧道效应等。因其具有很好的化学效应、热稳定性、磁性能和电学性能，使其在微波器件、传感器、催化剂和磁性方面有广泛的应用。其中铁酸镍(NiFe₂O₄)是由Fe₂O₃和NiO组成的铁氧体，它是目前最为广泛的软磁铁氧体之一。

目前关于MIL-125(Ti)与磁性铁酸镍，国内外的学者对其做了大量的研究，如发现了MOFs@SiO₂核壳纳米粒子在可见光照射下可提高光催化活性；还有通过溶胶凝胶法制备出MIL-125(Ti)，溶剂法制备了铁氧体（MFe₂O₄)并复合了铁氧体与MIL-125(Ti)材料表明对罗丹明B溶液和2,4-二氯苯酚都聚有很好的光催化性能等。

发明内容

本发明的目的是：提供一种磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂及其制备方法，制得的复合光催化剂利用率高、光催化性能好，可磁性分离循环使用，并可应用于环境治理领域。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂，其特征在于：所述复合光催化剂是通过利用简易的溶剂热法将磁性铁酸镍、MIL-125(Ti)制备出，然后再通过溶剂热法将磁性铁酸镍和MIL-125(Ti)结合起来，制备出磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂，使其具有光催化和磁分离循环使用双功能，所述磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)的形貌是球形铁酸镍附着在较为规整的八面体形MIL-125(Ti)上，其中磁性铁酸镍的直径为200~300nm，MIL-125(Ti)的直径为0.2~0.3μm。

所述磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）制备MIL-125(Ti)：